KR20190033699A - 무선통신 안테나 제조방법 - Google Patents

무선통신 안테나 제조방법 Download PDF

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KR20190033699A KR1020170122173A KR20170122173A KR20190033699A KR 20190033699 A KR20190033699 A KR 20190033699A KR 1020170122173 A KR1020170122173 A KR 1020170122173A KR 20170122173 A KR20170122173 A KR 20170122173A KR 20190033699 A KR20190033699 A KR 20190033699A
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Abstract

본 발명은 무선통신 안테나로서 규정된 저항 및 임피던스에 합치되는 나선형 안테나(H)를 마련하기 위한 플렉시블필름(F)의 표면에는 표면메탈층(M1)이 미리 형성된 것을 활용하되 방열패치(B10) 또는 방열방사패치(B20)라는 추가의 기능으로 활용되는 플렉시블필름(F)의 이면의 이면메탈층(M2)은 메탈을 간단 용이하게 진공증착시켜 가공에 의해 버려지는 메탈을 최소화시킴과 동시에 용이한 작업으로 작업성까지 보장케 하여 생산성을 크게 향상시킬 수 있도록 한 무선통신 안테나 제조방법에 관한 발명이다.

Description

무선통신 안테나 제조방법{STRUCTURE OF WIRELESS COMMUNICATIONS ANTENNA HAVE PROTECTION AGAINST HEAT AND RADIATOR}
본 발명은 무선통신 안테나 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선통신 안테나로서 규정된 저항 및 임피던스에 합치되는 나선형 안테나를 마련하기 위한 플렉시블필름의 표면에는 표면메탈층이 미리 형성된 것을 활용하되 방열패치 또는 방열방사패치라는 추가의 기능으로 활용되는 플렉시블필름의 이면의 이면메탈층은 메탈을 간단 용이하게 진공증착시켜 가공에 의해 버려지는 메탈을 최소화시킴과 동시에 용이한 작업으로 작업성까지 보장케 하여 생산성을 크게 향상시킬 수 있는 무선통신 안테나 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 테블릿 PC나 스마트폰은 전원공급을 통한 무선통신이나 각종 연산을 위한 다수의 회로부품의 구동으로 열을 발생하게 되는데, 이러한 열은 부품 상호간 수명을 단축시키는 주 요인으로 작용되고 있어, 가능한 한 신속하게 방열시킬 수 있는 구조가 필요하다.
도 1은 선행기술문헌(대한민국 공개특허공보 제2016-0121073호)의 안테나 코일을 나타낸 실시예의 도면이다.
선행기술문헌에 따른 스마트폰용 무선 안테나 코일의 구조는 도 1에 도시된 바와 같이 외각 부분에 무선으로 데이터를 수신할 수 있는 무선 데이터 수신 코일(51-1)(51-2)이 2개 구비되고, 데이터 수신 코일 내부(51-1)(51-2)에는 무선으로 에너지를 수신 받을 수 있는 무선 에너지 수신 코일(52)이 구비된다.
그리고, 일반적으로는 가장 커서 최 외곽에 위치한 무선 데이터 수신 코일(51-1)이 NFC 코일일 수 있지만, 필요에 따라서는 바로 안쪽에 위치한 무선 데이터 수신 코일(51-1)이 NFC 코일일 수 있다.
도 2 내지 도 5는 선행기술문헌의 멀티 안테나 코일의 배치 방법을 나타낸 실시예의 도면이다.
도 2는 무선 에너지 수신 코일이 내부에 있고, 그 외부에는 무선 데이터 수신 코일이 구비된 경우의 실시예의 도면이다.
도 2의 (A)는 무선 수신 에너지 코일(52-1)(52-2)도 2개이고, 무선 수신 에너지 코일(52-1)(52-2) 외부에 구비된 무선 데이터 수신 코일(51-1)(51-2)도 2개인 경우의 실시예의 도면이다,
도 2의 (B)와 도 2의 (C)는 무선 수신 에너지 코일(52-1)(52-2)도 2개이고, 상기 무선 수신 에너지 코일(52-1)(52-2) 외부에 구비된 무선 데이터 수신 코일(51-1)(51-2)이 1개인 경우의 실시예의 도면이다.
이때, 하나의 무선 데이터 수신 코일(51-1)(51-2)은 NFC 코일일 수도 있으며, 인증이나 결재 등이 가능한 또 다른 데이터 통신 코일일 수 있다.
한편, 도 2의 (D)는 무선 에너지 수신 코일(52-1)이 1개인 경우의 실시예의 도면이다. 그리고, 무선 수신 에너지 코일(52-1)이 1개인 경우에도 무선 수신 에너지 코일(52-1) 외부에 무선 데이터 수신 코일(51-1)(51-2)이 2개 구비될 수 있다.
한편, 무선 수신 에너지 코일(52-1)이 1개인 경우 무선 수신 에너지 코일(52-1) 외부에 무선 데이터 수신 코일(51-1)(51-2)이 1개만 구비될 수 있다. 이때, 상기 1개의 무선 데이터 수신 코일(51-1)(51-2)은 NFC 코일일 수도 있으며, 인증이나 결재 등이 가능한 또 다른 데이터 통신 코일일 수 있다.
도 3은 무선 에너지 수신 코일(52)과는 별도로 무선 데이터 수신 코일(51-1)(51-2)이 구비됨을 보이는 실시예의 도면이다. 이때, 무선 데이터 수신 코일(51-1)(51-2)이 하나만 존재할 수 있고, 또한 무선 데이터 수신 코일(51-1)(51-2)이 무선 에너지 수신 코일(52) 보다 크기가 작을 수도 있으며 비슷할 수도 있다.
도 4는 무선 에너지 수신 코일(52)외부에 하나의 무선 데이터 수신 코일(51-1)(51-2)이 구비되고, 별도의 위치에 다른 하나의 무선 데이터 수신 코일(51-1)(51-2)이 구비됨을 보이는 실시예의 도면이다,
이때, 무선 에너지 수신 코일(52)외부에 위치한 코일이 NFC 코일일 수도 있고, 인증이나 결재 등이 가능한 또 다른 데이터 통신 코일일 수 있다.
도 5는 무선 에너지 수신 코일(52)과는 별도로 무선 데이터 수신 코일(51-1)(51-2)이 구비되고, 무선 데이터 수신 코일(51-1)(51-2)은 2 개인 경우의 실시예의 도면이다.
그리고, 상기 2개의 무선 데이터 수신 코일(51-1)(51-2)은 하나는 내부에 다른 하나는 외부에 구비된다. 한편 내부에 구비되는 무선 데이터 수신 코일이 NFC 코일이고, 외부에 구비되는 무선 데이터 수신 코일이 인증이나 결재 등이 가능한 또 다른 데이터 통신 코일일 수 있으며, 그 반대로 외부에 구비되는 무선 데이터 수신 코일이 NFC 코일이고, 내부에 구비되는 무선 데이터 수신 코일이 인증이나 결재 등이 가능한 또 다른 데이터 통신 코일일 수 있다.
도 6은 무선 안테나 코일에 구비되는 또 다른 기능성 필름층을 나타낸 실시예의 도면이다.
도 6에서처럼, 무선 안테나 코일(52)(51)이 구비된 필름(55) 상단에 패라이트(자성체 층)층(56a)(56b)이 형성된 필름(56)이 구비되고, 또한 그 위에 방열 필름 층이 형성된 필름(57)이 구비된다.
그리고, 무선 에너지 수신 코일이 위치한 부분에 위치한 패라이트 층(56a)과 무선 데이터 수신 코일(56b)이 위치한 패라이트 층의 종류는 서로 다를 수 있다.
페라이트 시트는 절연 효과도 가질 수 있지만, 코일 서로 간에 혹은 코일과 부품 간에 자장의 영향을 주는 것을 최소화하기 위해 구비되는 시트 형태의 부품이다. 따라서, 상기 페라이트 시트는 코일과 휴대폰 부품 사이에 위치하게 된다.
따라서, 만일 선행기술문헌의 멀티 안테나 코일 기판(55)이 스마트폰 케이스의 후면에 부착할 경우에는 페라이트 시트가 맨 위에 위치하지만, 반대로 밧데리 등 스마트폰 부품에 멀티 안테나 코일 기판(55)이 부착될 경우에는 패라이트 시트가 맨 아래에 부착되게 된다.
그러므로, 도 6의 실시예는 스마트폰 케이스의 후면에 부착한 경우이며, 도 9의 아래에는 스마트폰 케이스의 후면이 위치하게 된다.
페라이트 시트로는 규소 강판을 사용하지만, 망간, 페라이트, 퍼말로이, 퍼멘듀어, 메탈유리, 분말철 등 기존에 상용화된 재료를 들 수 있다. 또한 흡수체 형태로 아연 등을 사용할 수 있다.
코일과 코일 사이의 경계 영역에 페라이트 시트가 구비되므로서, 무선 에너지 수신 코일과 무선 데이터 수신 코일 상호간에 자장의 영향을 감소시키게 된다.
도 7은 페라이트 필름과 방열 필름의 단면 구조를 나타낸 실시예의 도면이다,
스마트폰에 구비되기 위해서는 각각의 층의 두께를 얇게 하는 것이 중요하며, 도 7의 실시예는 각 층의 두께를 얇게 하기 위한 실시예를 나타낸 도면이다,
도 7의 (A)는 방열층은 방열 필름(57) 위에 방열층(57a)을 코팅하여 형성하며, 방열 필름(57) 아래에 다른 층과 접착을 위해서 열전도 점착층(57b)을 형성한다. 그리고, 페라이트 시트는 페라이트 필름(56) 위에 패라이트층(56a)(56b)을 형성한다. 이때 전제 두께를 얇게 하기 위하여 패라이트 층은 20∼100㎛ 정도로 코팅한다. 그리고 페라이트 필름(56)아래에 열전도 점착층(56c)이 형성된다,
그런데, 선행기술문헌에 따른 스마트폰용 무선 안테나 코일의 구조는 방열 필름(57) 위에 방열층(57a)을 코팅하여 형성하고, 방열 필름(57) 아래에 다른 층과 접착을 위해서 열전도 점착층(57b)을 형성하는 구조로 이루어져 방열 필름(57)의 두께에 의해 전체 두께가 두꺼워질 뿐만 아니라 제조 작업 역시 복잡한 문제점을 안고 있다.
대한민국 공개특허공보 제2016-0121073호(스마트폰용 무선 안테나 코일의 구조)
본 발명의 목적은 무선통신 안테나로서 규정된 저항 및 임피던스에 합치되는 나선형 안테나를 마련하기 위한 플렉시블필름의 표면에는 표면메탈층이 미리 형성된 것을 활용하되 방열패치 또는 방열방사패치라는 추가의 기능으로 활용되는 플렉시블필름의 이면의 이면메탈층은 메탈을 간단 용이하게 진공증착시켜 가공에 의해 버려지는 메탈을 최소화시킴과 동시에 용이한 작업으로 작업성까지 보장케 하여 생산성을 크게 향상시킬 수 있는 무선통신 안테나 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명의 목적은 플렉시블필름을 중심에 두고 각각 상하 관통된 비아홀들을 마련한 상태에서 플렉시블필름의 이면에 진공증착되는 메탈이 비아홀들에 채워지면서 접속을 이룰 수 있도록 하여 비아홀을 별도로 도금하는 통상의 공정을 없애 생산성을 보장토록 하는 무선통신 안테나 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명의 목적은 내측끝단 및 외측시작단이 하측방향으로 노출되도록 플렉시블필름을 부분 제거시킨 비아홈들을 마련한 상태에서 플렉시블필름의 이면에 진공증착되는 메탈이 비아홈들에 채워지면서 접속을 이룰 수 있도록 하여 비아홀을 별도로 도금하는 통상의 공정을 없애 생산성을 보장할 수 있는 무선통신 안테나 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명의 목적은 플렉시블필름의 표면의 나선형 안테나인 내측 나선형패턴 및 외측 나선형패턴뿐만 아니라 플렉시블필름의 이면의 방열방사패치에 의한 추가의 턴(Turn) 수로 권회된 나선형의 무선통신 안테나를 구현토록 하여 휴대 단말기 내의 비좁은 공간에서의 통신성능을 극대화시키면서도 공간활용을 보장할 수 있도록 하고, 나아가 플렉시블필름의 이면의 일방향오픈슬릿에 의한 일측메탈영역 및 타측메탈영역과 더불어 내측 나선형패턴 및 외측 나선형패턴이 서로 이어져 방열방사패턴으로 하여금 방사체로서 동작토록 하여 근거리 무선통신의 성능을 더욱 극대화시킬 수 있도록 함과 동시에 휴대 단말기 내의 각종 부품으로부터 발생되는 열(Hot Spot)까지 방열방사패치로서 방열케 하여 방열층이 코팅된 방열 필름의 적층 구조를 별도로 취하지 않아도 되어 테블릿 PC나 스마트폰 전체의 경박단소화(輕薄短小化)를 실현할 수 있는 무선통신 안테나 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명의 목적은 플렉시블필름의 이면에 메탈을 증착시켜 이면메탈층에 의해 마련된 일방향오픈슬릿 및 확장슬롯을 지닌 방열방사패치에 의해 자기장의 통로를 상대적으로 더 많이 확보하여 전방위로 휴대 단말기의 무선통신 안테나를 링크시켜 유도전류를 형성케 함으로써 예를 들면 배터리를 더욱 효율적으로 충전할 수 있도록 하거나 NFC 또는 MST로서의 기능을 더욱 향상시켜 근거리 무선통신 품질을 보장할 수 있는 무선통신 안테나 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명의 목적은 박형이면서 플렉시블한 플렉시블필름의 표면의 표면메탈층과 플렉시블필름의 이면에 메탈로 진공증착된 이면메탈층을 활용하여 내측 나선형패턴, 방열방사패치 및 외측 나선형패턴이 나선형으로 순차 이어진 무선통신 안테나를 구현하여, 즉 플렉시블필름의 표면의 내측 나선형패턴 및 외측 나선형패턴뿐만 아니라 플렉시블필름의 이면의 방열방사패치에 의한 추가의 턴(Turn) 수로 권회된 나선형의 무선통신 안테나를 구현하여 방열방사패치로 하여금 방사체로서 동작토록 하여 근거리 무선통신의 성능을 더욱 극대화시킬 수 있도록 함과 동시에 휴대 단말기 내의 각종 부품으로부터 발생되는 열까지 방열방사패치로서 방열케 하여 통신품질의 향상과 더불어 방열의 보장 나아가 경박단소화까지 실현할 수 있는 무선통신 안테나 제조방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
플렉시블필름의 표면에 표면메탈층을 형성하는 스텝과,
상기 표면메탈층을 패터닝시켜 나선형 안테나를 마련하는 스텝과,
상기 플렉시블필름의 이면에 메탈을 진공증착시켜 이면메탈층을 마련하는 스텝을 포함하는 것을 그 기술적 구성상의 다음 특징으로 한다.
본 발명은 무선통신 안테나로서 규정된 저항 및 임피던스에 합치되는 나선형 안테나를 마련하기 위한 플렉시블필름의 표면에는 표면메탈층이 미리 형성된 것을 활용하되 방열패치 또는 방열방사패치라는 추가의 기능으로 활용되는 플렉시블필름의 이면의 이면메탈층은 메탈을 간단 용이하게 진공증착시켜 가공에 의해 버려지는 메탈을 최소화시킴과 동시에 용이한 작업으로 작업성까지 보장케 하여 생산성을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따라 이면메탈층은 휴대 단말기 내의 각종 부품으로부터 발생되는 열(Hot Spot)을 방열시킬 수 있는 방열패치로 활용케 하여 테블릿 PC나 스마트폰 전체의 경박단소화(輕薄短小化)를 실현할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 플렉시블필름을 중심에 두고 각각 상하 관통된 비아홀들을 마련한 상태에서 플렉시블필름의 이면에 진공증착되는 메탈이 비아홀들에 채워지면서 접속을 이룰 수 있도록 하여 비아홀을 별도로 도금하는 통상의 공정을 없애 생산성을 보장토록 하는 효과가 있다.
본 발명은 내측끝단 및 외측시작단이 하측방향으로 노출되도록 플렉시블필름을 부분 제거시킨 비아홈들을 마련한 상태에서 플렉시블필름의 이면에 진공증착되는 메탈이 비아홈들에 채워지면서 접속을 이룰 수 있도록 하여 비아홀을 별도로 도금하는 통상의 공정을 없애 생산성을 보장할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 내측 나선형패턴, 방열/방사 메탈층 및 외측 나선형패턴이 나선형으로 순차 이어져 무선통신 안테나, 예를 들면 NFC, WPT 또는 MST 등과 같은 무선통신 안테나를 구현할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 플렉시블필름의 표면의 나선형 안테나인 내측 나선형패턴 및 외측 나선형패턴뿐만 아니라 플렉시블필름의 이면의 방열방사패치에 의한 추가의 턴(Turn) 수로 권회된 나선형의 무선통신 안테나를 구현토록 하여 휴대 단말기 내의 비좁은 공간에서의 통신성능을 극대화시키면서도 공간활용을 보장할 수 있도록 하고, 나아가 플렉시블필름의 이면의 일방향오픈슬릿에 의한 일측메탈영역 및 타측메탈영역과 더불어 내측 나선형패턴 및 외측 나선형패턴이 서로 이어져 방열방사패턴으로 하여금 방사체로서 동작토록 하여 근거리 무선통신의 성능을 더욱 극대화시킬 수 있도록 함과 동시에 휴대 단말기 내의 각종 부품으로부터 발생되는 열(Hot Spot)까지 방열방사패치로서 방열케 하여 방열층이 코팅된 방열 필름의 적층 구조를 별도로 취하지 않아도 되어 테블릿 PC나 스마트폰 전체의 경박단소화(輕薄短小化)를 실현할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 플렉시블필름의 이면에 메탈을 증착시켜 이면메탈층에 의해 마련된 일방향오픈슬릿 및 확장슬롯을 지닌 방열방사패치에 의해 자기장의 통로를 상대적으로 더 많이 확보하여 전방위로 휴대 단말기의 무선통신 안테나를 링크시켜 유도전류를 형성케 함으로써 예를 들면 배터리를 더욱 효율적으로 충전할 수 있도록 하거나 NFC 또는 MST로서의 기능을 더욱 향상시켜 근거리 무선통신 품질을 보장할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 자기장이 확장슬롯 및 일방향오픈슬릿을 통해 휴대 단말기의 무선통신 안테나를 링크시키면서 유도전류를 형성케 함과 동시에 배터리를 충전시킬 수 있도록 하거나 NFC 또는 MST와 같은 근거리 무선통신을 가능할 수 있도록 하는 효과가 있다.
본 발명은 박형이면서 플렉시블한 플렉시블필름의 표면의 표면메탈층과 플렉시블필름의 이면에 메탈로 진공증착된 이면메탈층을 활용하여 내측 나선형패턴, 방열방사패치 및 외측 나선형패턴이 나선형으로 순차 이어진 무선통신 안테나를 구현하여, 즉 플렉시블필름의 표면의 내측 나선형패턴 및 외측 나선형패턴뿐만 아니라 플렉시블필름의 이면의 방열방사패치에 의한 추가의 턴(Turn) 수로 권회된 나선형의 무선통신 안테나를 구현하여 방열방사패치로 하여금 방사체로서 동작토록 하여 근거리 무선통신의 성능을 더욱 극대화시킬 수 있도록 함과 동시에 휴대 단말기 내의 각종 부품으로부터 발생되는 열까지 방열방사패치로서 방열케 하여 통신품질의 향상과 더불어 방열의 보장 나아가 경박단소화까지 실현할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 비아홀들을 통해 내측시작단, 경유단자 및 제1외향단자로 하여금 순차 이어지도록 함으로써 내측 나선형패턴의 턴 수를 보장케 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 선행기술문헌의 안테나 코일을 나타낸 실시예의 도면.
도 2 내지 도 5는 선행기술문헌의 멀티 안테나 코일의 배치 방법을 나타낸 실시예의 도면.
도 6은 무선 안테나 코일에 구비되는 또 다른 기능성 필름층을 나타낸 실시예의 도면.
도 7은 페라이트 필름과 방열 필름의 단면 구조를 나타낸 실시예의 도면.
도 8은 본 발명에 따른 무선통신 안테나 제조방법을 나타내는 공정도이고, 도 9의 (a)는 메탈박막필름을 나타내는 단면도.
도 9의 (b)는 본 발명의 제1실시예에 따른 무선통신 안테나 제조방법을 설명하기 위한 각 단계별 단면도.
도 9의 (c)는 본 발명의 제2실시예에 따른 무선통신 안테나 제조방법을 설명하기 위한 각 단계별 단면도.
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 무선통신 안테나를 나타내는 분해 사시도.
도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 무선통신 안테나를 배면에서 바라본 사시도.
본 발명에 따른 무선통신 안테나 제조방법의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명하기로 하고, 그 실시예로는 다수 개가 존재할 수 있으며, 이러한 실시예를 통하여 본 발명의 목적, 특징 및 이점들을 더욱 잘 이해할 수 있게 된다.
도 8은 본 발명에 따른 무선통신 안테나 제조방법을 나타내는 공정도이고, 도 9의 (a)는 메탈박막필름(1)을 나타내는 단면도이고, 도 9의 (b)는 본 발명의 제1실시예에 따른 무선통신 안테나 제조방법을 설명하기 위한 각 단계별 단면도이고, 도 9의 (c)는 본 발명의 제2실시예에 따른 무선통신 안테나 제조방법을 설명하기 위한 각 단계별 단면도이며, 이하 설명 중 표면 및 이면은 상호 명칭상의 구분인 것으로 하며, 서로 뒤바뀌는 경우도 가능함은 물론이다.
본 발명에 따른 무선통신 안테나 제조방법은 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 플렉시블필름(F)의 표면에 표면메탈층(M1)을 형성하고(S10), 표면메탈층(M1)을 패터닝시켜 나선형 안테나(H)를 마련한 후(S20), 플렉시블필름(F)의 이면에 메탈을 진공증착시켜 이면메탈층(M2)을 마련하는 공정(S30)으로 이루어진다.
무선통신 안테나를 제조할 때 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이 플렉시블필름(F)의 양면에 형성된 양면메탈층(M3)을 활용할 경우 에칭(Etching)에 의해 버려지는 메탈량이 많고 에칭에 따른 작업이 번거로워 생산성이 현저히 떨어질 수밖에 없다.
이러한 점을 고려하여 본 발명에서는 도 8, 도 9의 (b) 및 (c)에 도시된 바와 같이 무선통신 안테나로서 규정된 저항 및 임피던스에 합치되는 나선형 안테나(H)를 마련하기 위한 플렉시블필름(F)의 표면에는 표면메탈층(M1)이 미리 형성된 것을 활용하되 후술하는 바와 같은 방열패치(B10) 또는 방열방사패치(B20)라는 추가의 기능으로 활용되는 플렉시블필름(F)의 이면의 이면메탈층(M2)은 메탈을 간단 용이하게 진공증착시켜 가공에 의해 버려지는 메탈을 최소화시킴과 동시에 용이한 작업으로 작업성까지 보장케 하여 생산성을 크게 향상시킬 수 있도록 한 것이다.
본 발명의 제1실시예에 따라 상기 S30 스텝의 이면메탈층(M2)은 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이 휴대 단말기 내의 각종 부품으로부터 발생되는 열(Hot Spot)을 방열시킬 수 있는 방열패치(B10)로 활용케 하여 선행기술문헌과 같은 방열층이 코팅된 방열 필름의 적층 구조를 별도로 취하지 않아도 되어 테블릿 PC나 스마트폰 전체의 경박단소화(輕薄短小化)를 실현할 수 있도록 한다[방열패치(B10)는 저항이 낮고 열전 효율이 좋은 금 은 동 그라파이트(Graphite) 그라핀(Graphene) 및 카본(Carbon) 중 어느 하나를 적용하여 방사와 더불어 방열의 효과를 극대화시킬 수 있도록 한다].
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 무선통신 안테나를 나타내는 분해 사시도이고, 도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 무선통신 안테나를 배면에서 바라본 사시도이다.
본 발명의 제2실시예에 따라 도 9의 (c), 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이 상기 S30 스텝에서 플렉시블필름(F)의 이면에 메탈을 진공층착시킬 때 일방향 오픈형으로 된 일방향오픈슬릿(Slit; S1)을 마련하고, 일방향오픈슬릿(S1)을 기준으로 이면메탈층(M2)을 일측메탈영역(B21) 및 타측메탈영역(B22)으로 부분 분할시켜 방열방사패치(B20)로 활용토록 하며, 바람직하게는 상기 S30 스텝에서 플렉시블필름(F)의 이면에 메탈을 진공층착시킬 때 일방향오픈슬릿(S1)에 연통되는 확장슬롯(Slot; S2)을 더 마련한다.
나아가, 상기 S20 스텝에서 나선형 안테나(H)는 플렉시블필름(F)의 표면의 표면메탈층(M1)을 나선형으로 패터닝하여 마련된 내측시작단(H11) 및 내측끝단(H12)을 지닌 내측 나선형패턴(H10)과, 내측 나선형패턴(H10)의 외곽의 플렉시블필름(F)의 표면의 표면메탈층(M1)을 나선형으로 패터닝하여 마련된 외측시작단(H21) 및 외측끝단(H22)을 지닌 외측 나선형패턴(H20)으로 이루어질 수 있도록 하고, 상기 S30 스텝에서 플렉시블필름(F)의 이면에 메탈을 진공층착시킬 때 내측끝단(H12) 및 일측메탈영역(B21) 상호간 그리고 외측시작단(H21) 및 타측메탈영역(B22) 상호간을 각각 상하 연결시켜 내측 나선형패턴(H10), 방열방사패치(B20) 및 외측 나선형패턴(H20)으로 하여금 나선형으로 순차 이어지도록 한다.
이때, 상기 S30 스텝에서 내측끝단(H12) 및 일측메탈영역(B21) 상호간 그리고 외측시작단(H21) 및 타측메탈영역(B22) 상호간은 도 10의 (a)에 도시된 바와 같이 플렉시블필름(F)을 중심에 두고 각각 상하 관통된 비아홀(V1)들을 마련한 상태에서 플렉시블필름(F)의 이면에 진공증착되는 메탈이 비아홀(V1)들에 채워지면서 접속을 이룰 수 있도록 하여 비아홀(V1)을 별도로 도금하는 통상의 공정을 없애 생산성을 보장토록 한다.
나아가, 상기 S30 스텝에서 내측끝단(H12) 및 일측메탈영역(B21) 상호간 그리고 외측시작단(H21) 및 타측메탈영역(B22) 상호간은 도 10의 (b)에 도시된 바와 같이 내측끝단(H12) 및 외측시작단(H21)이 하측방향으로 노출되도록 플렉시블필름(F)을 부분 제거시킨 비아홈(V2)들을 마련한 상태에서 플렉시블필름(F)의 이면에 진공증착되는 메탈이 비아홈(V2)들에 채워지면서 접속을 이룰 수 있도록 하여 비아홀(V1)을 별도로 도금하는 통상의 공정을 없애 생산성을 보장토록 한다.
더욱 구체적으로, 본 발명에 따른 무선통신 안테나 제조방법은 상기 S20 스텝에서 폴리이미드필름 등으로 된 플렉시블필름(F)의 표면의 표면메탈층(M1)[예를 들면 동박으로 된 일층메탈층]을 나선형(Spiral Type)으로 패터닝[Patterning; 에칭(Etching) 또는 NC 가공(Numerical Control Work) 등]하여 마련된 내측시작단(H11) 및 내측끝단(H12)을 지닌 내측 나선형패턴(H10)을 마련하고, 이 내측 나선형패턴(H10)의 외곽의 플렉시블필름(F)의 표면의 표면메탈층(M1)을 나선형으로 패터닝하여 마련된 외측시작단(H21) 및 외측끝단(H22)을 지닌 외측 나선형패턴(H20)을 마련하여, 내측 나선형패턴(H10) 및 외측 나선형패턴(H20)으로 된 나선형 안테나(H)를 만들 수 있도록 하며, 상기 S30 스텝에서 플렉시블필름(F)의 이면에 메탈을 진공층착시킬 때 내측끝단(H12) 및 일측메탈영역(B21) 상호간 그리고 외측시작단(H21) 및 타측메탈영역(B22) 상호간을 각각 상하 연결시켜[상기 S30 스텝에서 메탈의 진공증착으로 비아홀(V1) 또는 비아홈(V2)의 채움으로 연결시켜] 내측 나선형패턴(H10), 방열방사패치(B20) 및 외측 나선형패턴(H20)으로 하여금 나선형으로 순차 이어지도록 하고, 나아가 플렉시블필름(F)의 이면의 메탈의 진공증착시 이면메탈층(M2)에 확장 마련되어 일방향오픈슬릿(S1)에 연통되는 확장슬롯(S2)을 더 포함토록 한다.
내측 나선형패턴(H10), 방열/방사 메탈층 및 외측 나선형패턴(H20)이 나선형으로 순차 이어져 무선통신 안테나, 예를 들면 NFC, WPT 또는 MST 등과 같은 무선통신 안테나를 구현할 수 있도록 하고, 특히 플렉시블필름(F)의 표면의 나선형 안테나(H)인 내측 나선형패턴(H10) 및 외측 나선형패턴(H20)뿐만 아니라 플렉시블필름(F)의 이면의 방열방사패치(B20)에 의한 추가의 턴(Turn) 수로 권회된 나선형의 무선통신 안테나를 구현토록 하여 휴대 단말기 내의 비좁은 공간에서의 통신성능을 극대화시키면서도 공간활용을 보장할 수 있도록 하고, 나아가 플렉시블필름(F)의 이면의 일방향오픈슬릿(S1)에 의한 일측메탈영역(B21) 및 타측메탈영역(B22)과 더불어 내측 나선형패턴(H10) 및 외측 나선형패턴(H20)이 서로 이어져 방열방사패턴으로 하여금 방사체로서 동작토록 하여 근거리 무선통신의 성능을 더욱 극대화시킬 수 있도록 함과 동시에 휴대 단말기 내의 각종 부품으로부터 발생되는 열(Hot Spot)까지 방열방사패치(B20)로서 방열케 하여 선행기술문헌과 같은 방열층이 코팅된 방열 필름의 적층 구조를 별도로 취하지 않아도 되어 테블릿 PC나 스마트폰 전체의 경박단소화(輕薄短小化)를 실현할 수 있게 된다[방열방사패치(B20)는 저항이 낮고 열전 효율이 좋은 금 은 동 그라파이트(Graphite) 그라핀(Graphene) 및 카본(Carbon) 중 어느 하나를 적용하여 방사와 더불어 방열의 효과를 극대화시킬 수 있도록 한다].
무선통신 안테나로서 NFC(Near Field Communication; 근거리 무선통신), WPT(Wireless Power Transfer), MST(Magnetic Secure Transmission) 또는 모바일 결제 서비스 통신 안테나 등을 예로 들 수 있고, 구체적으로 NFC는 전자태그(RFID)의 일종으로 약 13.56㎒ 주파수 대역을 이용하는 비접촉식 무선통신 모듈이고, WPT는 전자기 유도원리, 즉 유도자계 원리에 따라 무선송신 충전패드에 전류를 흘려 자기장을 형성하고 그 위에 스마트폰을 놓아 저주파 대역, 즉 100∼200㎑ 주파수 대역 또는 6MHz 주파수 대역에서 배터리를 충전할 수 있도록 하는 것이며, MST는 10∼200㎝의 근거리에서 13.56㎒ 주파수 대역의 비접촉 자기유도 결합력으로 외부의 단말기 상호간 데이터를 전송키 위한 것이다.
예를 들어, 휴대 단말기에서 배터리의 무선충전을 구현하는 무선통신 안테나는 대부분의 경우에 금속[배터리] 가까이 또는 그 위 나아가 다수의 전자부품 근처에 설치된다. 금속이나 전자부품은 무선통신 안테나가 유도전류를 받는 것을 방해하게 되는데, 즉 무선통신 안테나가 금속 가까이 설치되어 있으면 많은 무선통신 방해 현상들이 일어나는데, 금속은 무선통신 안테나의 인덕턴스(Inductance)를 감소시키기 때문이고, 이에 따라 Q지수(Q-factor)를 떨어뜨려 자기유도를 변하게 하며, 더 나아가 자기장이 금속 내에서 와전류(Eddy Current)까지 유도하게 된다. 이러한 와전류는 렌즈법칙(Lenz's Law)에 따라 반대 방향의 자기장을 생성하고, 이것은 근거리 무선충전 시스템에서 큰 문제가 되고 있다.
예를 들어, 무선통신 안테나를 금속[배터리] 표면 가까이에 놓으면 무선통신 안테나의 성능은 급격히 감소한다.
왜냐하면, 자기장이나 전기장 바로 밑에 존재하는 금속의 그라운드 면이 이들 전자기장의 세기, 즉 신호의 세기를 크게 감소시키고, 이 때문에 무선통신 안테나의 충전효율이나 NFC의 기능을 방해하게 되는 것이다.
이에 따라, 본 발명에 적용된 플렉시블필름(F)의 이면에 메탈을 증착시켜 이면메탈층(M2)에 의해 마련된 일방향오픈슬릿(S1) 및 확장슬롯(S2)을 지닌 방열방사패치(B20)는 미 도시된 근거리 송신기의 전류에 의해 발생된 자기장의 통로를 상대적으로 더 많이 확보하여 전방위로 휴대 단말기의 무선통신 안테나를 링크시켜 유도전류를 형성케 함으로써 예를 들면 배터리를 더욱 효율적으로 충전할 수 있도록 하거나 NFC 또는 MST로서의 기능을 더욱 향상시켜 근거리 무선통신 품질을 보장하는 것이고, 이러한 일방향오픈슬릿(S1)이나 확장슬롯(S2)의 형상에는 크게 제한되지 않는 것으로 한다.
이와 같은 구성에 의해 무선통신 안테나는 근거리 송신기에 전류가 흐를 경우 발생되는 자기장이 확장슬롯(S2) 및 일방향오픈슬릿(S1)을 통해 휴대 단말기의 무선통신 안테나를 링크시키면서 유도전류를 형성케 함과 동시에 배터리를 충전시킬 수 있도록 하거나 NFC 또는 MST와 같은 근거리 무선통신을 가능할 수 있도록 하는 것이다.
예를 들어, 방열방사패치(B20)에 확장슬롯(S2) 또는 일방향오픈슬릿(S1)이 있는 경우와 방열방사패치(B20)에 확장슬롯(S2) 또는 일방향오픈슬릿(S1)이 모두 없는 경우의 무선통신 안테나 및 근거리 송신기 상호간 삽입손실을 보면, 방열방사패치(B20)에 확장슬롯(S2) 또는 일방향오픈슬릿(S1)이 있는 경우 삽입손실은 -10dB로서 양호하나 방열방사패치(B20)에 확장슬롯(S2) 또는 일방향오픈슬릿(S1)이 모두 없는 경우 삽입손실은 -60∼-50dB로서 현저하게 떨어져 무선통신 안테나로서 기능을 실현하지 못하게 된다.
결국, 본 발명에서는 박형이면서 플렉시블한 플렉시블필름(F)의 표면의 표면메탈층(M1)과 플렉시블필름(F)의 이면에 메탈로 진공증착된 이면메탈층(M2)을 활용하여 내측 나선형패턴(H10), 방열방사패치(B20) 및 외측 나선형패턴(H20)이 나선형으로 순차 이어진 무선통신 안테나를 구현하여, 즉 플렉시블필름(F)의 표면의 내측 나선형패턴(H10) 및 외측 나선형패턴(H20)뿐만 아니라 플렉시블필름(F)의 이면의 방열방사패치(B20)에 의한 추가의 턴(Turn) 수로 권회된 나선형의 무선통신 안테나를 구현하여 방열방사패치(B20)로 하여금 방사체로서 동작토록 하여 근거리 무선통신의 성능을 더욱 극대화시킬 수 있도록 함과 동시에 휴대 단말기 내의 각종 부품으로부터 발생되는 열까지 방열방사패치(B20)로서 방열케 하여 통신품질의 향상과 더불어 방열의 보장 나아가 경박단소화까지 실현할 수 있도록 한 것이다.
그리고, 플렉시블 표면의 표면메탈층(M1)의 패터닝은 다수 개의 나선형으로 마련하여 NFC, WPT 및 MST 등과 같은 복수의 무선통신 안테나를 함께 마련할 수 있음은 물론이다.
한편, 내측 나선형패턴(H10)의 내측시작단(H11)은 제1단자(T10)로 활용되고, 외측 나선형패턴(H20)의 외측끝단(H22)은 제2단자(T20)로 활용되도록 하여, 예를 들면 제1단자(T10)를 통한 + 전원, 제2단자(T20)를 통한 - 전원을 각각 공급할 수 있도록 한다.
더욱 구체적으로, 제1단자(T10)는 플렉시블필름(F)의 표면의 표면메탈층(M1)을 외향 직선형으로 패터닝하여 마련된 제1외향단자(T11)와, 플렉시블필름(F)의 이면의 이면메탈층(M2)을 독립형으로 진공증착시켜 마련된 경유단자(T12)와, 내측시작단(H11) 및 경유단자(T12) 그리고 경유단자(T12) 및 제1외향단자(T11) 상호간을 각각 상하 연결시켜 내측시작단(H11), 경유단자(T12) 및 제1외향단자(T11)로 하여금 순차 이어지도록 하는 비아홀(V1)들을 포함할 수 있고, 이렇게 비아홀(V1)들을 통해 내측시작단(H11), 경유단자(T12) 및 제1외향단자(T11)로 하여금 순차 이어지도록 함으로써 내측 나선형패턴(H10)의 턴 수를 보장케 한다.
나아가, 제2단자(T20)는 플렉시블필름(F)의 표면의 메탈층을 외향 직선형으로 패터닝하여 마련된 제2외향단자(T21)에 연속 연결되어 완성되도록 함으로써 예를 들면 - 전원을 용이하게 공급받을 수 있도록 함은 물론이다.
본 발명은 테블릿 PC나 스마트폰 등과 같은 휴대 단말기 산업분야에 이용될 수 있다.
1 : 메탈박막필름 F : 플렉시블필름
M1 : 표면메탈층 M2 : 이면메탈층
M3 : 양면메탈층 B10 : 방열패치
B20 : 방열방사패치 B21 : 일측메탈영역
B22 : 타측메탈영역 S1 : 일방향오픈슬릿
S2 : 확장슬롯 H : 나선형 안테나
H10 : 내측 나선형패턴 H11 : 내측시작단
H12 : 내측끝단 H20 : 외측 나선형패턴
H21 : 외측시작단 H22 : 외측끝단
V1 : 비아홀 V2 : 비아홈
T10 : 제1단자 T11 : 제1외향단자
T12 : 경유단자 T20 : 제2단자
T21 : 제2외향단자

Claims (10)

  1. 플렉시블필름(F)의 표면에 표면메탈층(M1)을 형성하는 스텝(S10)과,
    상기 표면메탈층(M1)을 패터닝시켜 나선형 안테나(H)를 마련하는 스텝(S20)과,
    상기 플렉시블필름(F)의 이면에 메탈을 진공증착시켜 이면메탈층(M2)을 마련하는 스텝(S30)을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신 안테나 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 S30 스텝의 이면메탈층(M2)은 방열패치(B10)로 활용되는 것을 특징으로 하는 무선통신 안테나 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 S30 스텝에서 상기 플렉시블필름(F)의 이면에 메탈을 진공층착시킬 때 일방향 오픈형으로 된 일방향오픈슬릿(S1)을 마련하고, 상기 일방향오픈슬릿(S1)을 기준으로 상기 이면메탈층(M2)을 일측메탈영역(B21) 및 타측메탈영역(B22)으로 부분 분할시켜 방열방사패치(B20)로 활용되도록 하는 것을 특징으로 하는 무선통신 안테나 제조방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 S30 스텝에서 상기 플렉시블필름(F)의 이면에 메탈을 진공층착시킬 때 상기 일방향오픈슬릿(S1)에 연통되는 확장슬롯(S2)을 더 마련하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신 안테나 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 S20 스텝에서 상기 나선형 안테나(H)는 상기 플렉시블필름(F)의 표면의 표면메탈층(M1)을 나선형으로 패터닝하여 마련된 내측시작단(H11) 및 내측끝단(H12)을 지닌 내측 나선형패턴(H10)과, 상기 내측 나선형패턴(H10)의 외곽의 상기 플렉시블필름(F)의 표면의 표면메탈층(M1)을 나선형으로 패터닝하여 마련된 외측시작단(H21) 및 외측끝단(H22)을 지닌 외측 나선형패턴(H20)을 포함하고,
    상기 S30 스텝에서 상기 플렉시블필름(F)의 이면에 메탈을 진공층착시킬 때 상기 내측끝단(H12) 및 일측메탈영역(B21) 상호간 그리고 상기 외측시작단(H21) 및 타측메탈영역(B22) 상호간을 각각 상하 연결시켜 상기 내측 나선형패턴(H10), 방열방사패치(B20) 및 외측 나선형패턴(H20)으로 하여금 나선형으로 순차 이어지도록 하는 것을 특징으로 하는 무선통신 안테나 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 S30 스텝에서 상기 내측끝단(H12) 및 일측메탈영역(B21) 상호간 그리고 상기 외측시작단(H21) 및 타측메탈영역(B22) 상호간은 상기 플렉시블필름(F)을 중심에 두고 각각 상하 관통된 비아홀(V1)들을 마련한 상태에서 상기 플렉시블필름(F)의 이면에 진공증착되는 메탈이 상기 비아홀(V1)들에 채워지면서 접속을 이루는 것을 특징으로 하는 무선통신 안테나 제조방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 S30 스텝에서 상기 내측끝단(H12) 및 일측메탈영역(B21) 상호간 그리고 상기 외측시작단(H21) 및 타측메탈영역(B22) 상호간은 상기 내측끝단(H12) 및 외측시작단(H21)이 하측방향으로 노출되도록 상기 플렉시블필름(F)을 부분 제거시킨 비아홈(V2)들을 마련한 상태에서 상기 플렉시블필름(F)의 이면에 진공증착되는 메탈이 상기 비아홈(V2)들에 채워지면서 접속을 이루는 것을 특징으로 하는 무선통신 안테나 제조방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 내측시작단(H11)은 제1단자(T10)로 활용되고,
    상기 외측끝단(H22)은 제2단자(T20)로 활용되는 것을 특징으로 하는 무선통신 안테나 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1단자(T10)는
    상기 플렉시블필름(F)의 표면의 표면메탈층(M1)을 외향 직선형으로 패터닝하여 마련된 제1외향단자(T11)와,
    상기 플렉시블필름(F)의 이면의 이면메탈층(M2)을 독립형으로 진공증착시켜 마련된 경유단자(T12)와,
    상기 내측시작단(H11) 및 경유단자(T12) 그리고 상기 경유단자(T12) 및 제1외향단자(T11) 상호간을 각각 상하 연결시켜 상기 내측시작단(H11), 경유단자(T12) 및 제1외향단자(T11)로 하여금 순차 이어지도록 하는 비아홀(V1)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신 안테나 제조방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제2단자(T20)는 상기 플렉시블필름(F)의 표면의 표면메탈층(M1)을 외향 직선형으로 패터닝하여 마련된 제2외향단자(T21)에 연속 연결되어 완성되는 것을 특징으로 하는 무선통신 안테나 제조방법.
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